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發布時間:2022-01-12 11:31:46 人氣:126224 來源:
對(dui)于而言,形(xing)成密封作用的假說基本上分成兩類(lei),即表面張(zhang)力(li)假說和粘滯(zhi)力(li)假說。
最早提出表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)假(jia)(jia)說的(de)是(shi)(shi)(shi)A Brkich。該假(jia)(jia)說認(ren)為端面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)間穩定而可靠的(de)密(mi)封主要(yao)是(shi)(shi)(shi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)作(zuo)用的(de)結果,密(mi)封端面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)實際(ji)上(shang)并不是(shi)(shi)(shi)理想的(de)光滑平(ping)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian),少量突起(qi)部分存在(zai)著(zhu)直接接觸(chu)。G E Rajakovics采用試驗論述了(le)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)是(shi)(shi)(shi)密(mi)封重要(yao)因素這一觀點。同時對粘滯(zhi)(zhi)假(jia)(jia)說提出了(le)異議:①粘滯(zhi)(zhi)力(li)(li)(主要(yao)是(shi)(shi)(shi)指(zhi)液體(ti)和固體(ti)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)附(fu)著(zhu)力(li)(li))要(yao)在(zai)間隙為10-9m或(huo)更(geng)小時才起(qi)作(zuo)用,在(zai)微米級的(de)密(mi)封間隙中不起(qi)作(zuo)用;②粘滯(zhi)(zhi)是(shi)(shi)(shi)一種動(dong)(dong)力(li)(li)學的(de)特征,而在(zai)密(mi)封處于零泄(xie)漏時,徑向是(shi)(shi)(shi)沒有動(dong)(dong)力(li)(li)學過(guo)程(cheng)的(de)。國(guo)內(nei)李(li)克(ke)永等也著(zhu)文贊同表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)假(jia)(jia)說。
PBasu,E Schwaiger和U W Senfert等人認為密封面間的液膜起一個軟密封墊那樣的作用,液體分子間的分子力隨粘度增加而上升,且隨密封間隙的增大而下降。J Digard及M Genhle等在低壓五寨機械密封潤滑狀況的試驗研究(jiu)中,觀察到(dao)液膜內存在著(zhu)張力(li)區。通過密封運轉期間壓(ya)力(li)傳感器測出了相(xiang)變區的壓(ya)力(li)及(ji)液膜破壞前在相(xiang)變區受(shou)到(dao)張力(li)的作(zuo)用。基(ji)于端面內有空(kong)化、汽化現(xian)象的事(shi)實,J Digard及(ji)M Genhle認為多級氣隙形成多次(ci)表面張力(li)作(zuo)用是提高總(zong)的密封能力(li)的主(zhu)要原因。
然而(er),以EFBoon為代表的粘滯(zhi)假(jia)說,認(ren)為某些液(ye)體分(fen)子(zi)由于粘性(xing)被(bei)粘貼在(zai)密封(feng)面上(shang),這種(zhong)因(yin)壓差在(zai)密封(feng)間(jian)隙中產生粘滯(zhi)力能阻止(zhi)介質的泄漏(lou)。
國內鄭海泉、陳汝灼(zhuo)從反面(mian)(mian)論證了表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)假(jia)說(shuo)的(de)(de)局限性:①按表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)計算出的(de)(de)最大密(mi)封(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)其(qi)數值(zhi)太(tai)小(xiao),以表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)較(jiao)大的(de)(de)水來說(shuo),在密(mi)封(feng)(feng)間(jian)隙為1μm的(de)(de)正(zheng)常(chang)情況下,最大的(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)不(bu)足(zu)0.15MPa。若要(yao)考慮各種因(yin)(yin)素的(de)(de)影響,修正(zheng)后(hou)數值(zhi)更小(xiao)。空化現象的(de)(de)成因(yin)(yin)、性質、形態、分布等尚(shang)不(bu)清(qing)楚(chu),且密(mi)封(feng)(feng)處(chu)于靜(jing)止(zhi)時并不(bu)產(chan)生空化現象,因(yin)(yin)此解釋不(bu)了靜(jing)止(zhi)時仍(reng)有(you)很(hen)高密(mi)封(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)這一事實(shi);②表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)假(jia)說(shuo)必須以不(bu)漏(lou)為前提,一旦泄漏(lou)就幾乎完全喪失密(mi)封(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)。因(yin)(yin)為泄漏(lou)不(bu)但(dan)使濕潤角(jiao)降低(di),特別(bie)是彎(wan)月面(mian)(mian)的(de)(de)形狀和對應的(de)(de)液膜厚度都要(yao)朝降低(di)密(mi)封(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)的(de)(de)方(fang)向變(bian)化,故密(mi)封(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)會顯著降低(di)。這不(bu)但(dan)不(bu)能(neng)(neng)(neng)解釋一般(ban)密(mi)封(feng)(feng)或多或少有(you)點泄漏(lou)的(de)(de)實(shi)際情況,對密(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)內外都有(you)液體的(de)(de)多端面(mian)(mian)密(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)力(li)更無法解釋。
EMayer通過大量試驗,分析了粘度在五寨機械密封機理中的地位。基于粘滯力假說,人們對五寨機械密封端面間的潤滑狀態進行了研究與探討。Mayer認為普通五寨機械密封的摩擦副之間,液膜之薄,牛頓型流體方程缺乏有效的應用條件。在普通五寨機械密封上,摩擦副端面間總是存在接觸,形成許多彼此間很少連通的空隙,當兩環相對轉動時,液體從一個空隙轉移到另一個空隙中去,一直到液體質點達到縫隙的終端為止,密封端面處于邊界潤滑狀態。戈盧別夫、Summers-Smith和國內顧永泉、王汝美等認為實際運行的普通五寨機械密封一般處于混合潤滑狀態。流體靜壓效應和流體動壓效應在形成液膜過程中起著不同的作用。然而,A O Lebeak在“端面密封的波度預計、測量、起因和影響”一文中,指出水介質中工作的普通端面密封并未產生流體動壓效應,這不能不使人們對此前在五寨機械密封領域占(zhan)有(you)重(zhong)要(yao)位(wei)置(zhi)的(de)混(hun)合潤滑理(li)論重(zhong)新認識。
可見五寨機械密封機理至今仍然沒有一個完整的密封理論為人們所認同。盡管如此,人們仍孜孜不倦地追尋,因為每一步探索以及由此而提出的假設或獲得的結論,對五寨機械密封的設(she)計制造以(yi)及應用(yong)都起著重要(yao)的指(zhi)導作用(yong)。